电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂临界胶束浓度
实验原理
测定CMC的方法很多，原则上只要使溶液物理化学性质随着表面活性
剂溶液浓度在CMC处发生突变，都可以利用来测定CMC，常用的测定的
溶液的表面活性剂分子与胶束之间的平衡 同浓度有关，其d 关lndcT系CMC式 可2R表HT2示为：
试问如何测出其热效应ΔH值？ 非离子型表面活性剂能否用本实验方法测
定临界胶束浓度？若不能，则可用何种方 法测之？
实验步骤
用电导水或重蒸馏水准确配制0.01 mol.dm-3 的KCl标准溶 液。
取十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时，用电导水或重蒸馏 水准确配制0.002，0.006，0.007，0.008，0.009，0.010， 0.012，0.014，0.018，0.020 mol.dm-3的十二烷基硫酸钠溶 液各100mL.
式中：к是Ａ＝1m2、L＝1m的电导，称作比电导或电导率， 其单位为Ω-1·m-1；L/A称作电导常数。
实验原理
Λ随电解质浓度而变，对强电解质的稀溶液，Λ0为浓度无限 稀时的摩尔电导，Ａ为常数。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的 变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓 度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导出现转 折，这就是电导法测CMC的依据。
折。以表面张力（σ）和表面活性剂溶液浓度的对数（lgc）作图，由曲线
的转折点来确定CMC。
3、染料法
基于有些染料的生色有机离子吸附于胶束之上，其颜色发生明显的改变
，故可用染料作用指示剂，测定最大吸收光谱的变化来确定临界胶束浓
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度班级：2010级1班学号：20105051181 姓名：芦洋成绩：一、实验目的1、了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；2、掌握电导率仪的使用方法；3、用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
二、实验原理由具有明显“两亲”性质的分子组成的物质称为表面活性剂。
这一类分子既含有亲油的足够长的（大于10个碳原子）烃基，又含有亲水的极性基团（离子化的）。
如肥皂和各种合成洗涤剂等。
表面活性剂分子都是由极性和非极性两部分组成的，若按离子的类型分类，可分为三大类：1、阴离子型表面活性剂：如羧酸盐（肥皂，C17H35COONa），烷基硫酸钠（十二烷基硫酸钠，CH3(CH2)11SO4Na），烷基磺酸盐（十二烷基苯磺酸钠，CH3(CH2)11C6H5SO3Na）等。
2、阳离子型表面活性剂：主要是胺盐，如十二烷基二甲基叔胺（RN(CH3)2HCl）和十二烷基二甲基氯化胺（RN(CH3)2 Cl）。
3、非离子型表面活性剂：如聚氧乙烯类（R-O-(CH2CH2O)nH）。
当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面，而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束(图1)；随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能转变成棒形胶束，以至层状胶束。
如图2所示。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。
在CMC 点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质（如表面张力、电导、渗透压、浊度、光学性质等）与浓度的关系曲线出现明显转折，如图3所示。
这个现象是测定CMC 的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特征。
本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导率，并作电导率-浓度关系图，由图中的转折点即可求出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。
三、仪器和试剂DDS-6700型电导率仪 容量瓶(100mL)DJS-1A 型铂黑电极 移液管(5mL ，10mL ，20mL ，50mL) 恒温水浴 十二烷基硫酸钠(分析纯) 烧杯 试管（大） 四、实验步骤1、将0.020mol ·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度分别为0.002,0.006,0.007,0.008,0.009,0.010,0.012,0.014,0.016,和0.018 mol ·L-1图2 胶束的球形结构和层状结构示意图图3 25℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度的关系的溶液；2、开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min ，调节恒温水浴温度至25℃；3、用电导率仪从稀到浓分别测定上述各溶液的电导率。
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度一、实验目的1、用电导法测定阴离子型表面活性剂十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度(CMC)，加深对表面活性剂性质的理解。
2、掌握电导仪的使用方法。
3、了解测量CMC的各种实验方法。
二、实验原理本实验通过水溶性表面活性剂的临界胶束浓度的测定掌握一些电化学测定方法。
表面活性剂是具有明显“两亲”性质的分子，既含有亲油的长链或支链（大于10-12个碳原子）非极性烷基，称为尾基，又含有亲水的极性基团(通常是离子化的) ，称为头基。
若按离子的类型分类，可分为三大类：①阴离子型表面活性剂②阳离子型表面活性剂③非离子型表面活性剂当表面活性剂溶于水中后，低浓度时呈分子状态分散在水中。
当溶液浓度增加到一定程度时，许多表面活性剂分子不但定向地吸附在水溶液表面，而且还会在溶液中发生定向排列而形成胶束。
随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能转变成棒形胶束，以至层状胶束。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。
在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质(如表面张力、蒸气压、电导率、渗透压、浊度、增溶作用、去污能力、光学性质等) 与浓度的关系曲线出现明显转折，如图1所示。
这个现象是测定CMC的实验依据，也是表面活性剂的一个重要特性。
只有在表面活性剂的浓度稍高于其临界胶束浓度时，才能充分发挥其作用（润湿、乳化、去污、发泡等）, 所以CMC是表面活性剂的一种重要量度。
图2 表面活性剂水溶液的物理性质和浓度关系浓度表面活性剂溶液的性质测定表面活性剂溶液的CMC 有各种方法，如表面张力法、电导法、染料法、增溶作用法等。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导率k 、摩尔电导率Λm 随浓度的变化规律和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导急剧下降（如图2、3）。
电导法测定表面活性剂临界胶束浓度实验报告
电导法测定表面活性剂临界胶束浓度实验报告
一、实验目的
本实验旨在采用电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度（CMC）。
二、实验原理
临界胶束浓度（CMC）是指表面活性剂在水中的浓度，当它
超过CMC时，溶液中的表面活性剂会形成胶束，从而使溶液
的电导率显著增加。
因此，电导率可以用来测定表面活性剂的CMC。
三、实验方法
1. 将50 mL溶液放入电导率仪中，以及一定量的表面活性剂，并将电导率仪设定为0.1 mS/cm。
2. 将表面活性剂的浓度逐步增加，并不断测量溶液的电导率，当电导率突然增加时，即可得到表面活性剂的CMC。
四、实验结果
表1 测定表面活性剂的CMC
| 浓度（g/L） | 电导率（mS/cm） |
| ------------ | ---------------- |
| 0.5 | 0.1 |
| 1.0 | 0.2 |
| 1.5 | 0.3 |
| 2.0 | 0.45 |
| 2.5 | 0.6 |
| 3.0 | 0.75 |
根据实验结果，表面活性剂的CMC为2.0 g/L。
五、实验总结
本实验采用电导法测定表面活性剂的CMC，结果表明，表面活性剂的CMC为2.0 g/L。
【7A文】大学物理化学实验报告-电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
实验名称电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度日期20XX.6.26班级11应化2姓名李阳学号1131222成绩一、目的和要求1.了解表面活性剂的特性及胶束形成原理；2.掌握电导率仪的使用方法；3.用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度。
二、基本原理1.表面活性剂是一类具有“两亲”性质的分子组成的物质，其分子由极性和非极性两部分组成。
按离子的类型可分为阴离子型表面活性剂、阳离子型表面活性剂和非离子型表面活性剂三大类；2.当表面活性剂溶于水中后，不但定向地吸附在水溶液表面，而且达到一定浓度时还会在溶液中发生定向排列而形成胶束(图1)；3.随着表面活性剂在溶液中浓度的增长，球形胶束还可能转变成棒形胶束，以至层状胶束。
如图2所示。
后者可用来制作液晶，它具有各向异性的性质。
图2胶束的球形结构和层状结构4.表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。
在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物理及化学性质与浓度的关系曲线出现明显转折，如下图所示。
图325℃时十二烷基硫酸钠水溶液的物理性质和浓度关系5.本实验通过测定不同浓度的十二烷基磺酸钠水溶液的电导值，作电导率-浓度关系图，由图中的转折点即可求出十二烷基磺酸钠水溶液在该温度下的临界胶束浓度。
三、仪器、试剂DDS-6700型电导率仪DJS-1A型铂黑电极恒温水浴容量瓶(100mL)移液管氯化钾(分析纯)十二烷基硫酸钠(分析纯)试管四、实验步骤1.了解和熟悉DDS-6700型电导率仪的构造和使用注意事项;2.用电导水或重蒸馏水准确配制0.01mol·L-1的KCl标准溶液；3.十二烷基硫酸钠在80℃烘干3小时后，用电导水或重蒸馏水准确配成0.100mol·L-1的溶液；4.将0.100mol·L-1的十二烷基硫酸钠溶液准确稀释成浓度为0.002、0.004、0.006、0.007、0.008、0.009、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018和0.020mol·L-1的溶液各100ml；5.开通电导率仪和恒温水浴的电源预热20min。
电导法测定表面活性剂临界胶束浓度
2. 溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡温度 和浓度有关系，其关系式为：
dlnc Δ H C M C = d T 2 R T2
试问如何测出其热效应△H？
表面活性剂的渗透，润湿，乳化，去污，分散，增溶和起 泡作用等基本原理广泛应用于石油，煤炭，机械，化工， 冶金，材料及轻工业，农业生产中，研究表面活性剂溶液 的物理溶液化学性质（吸附）和内部性质（胶束形成）有 着重要意义。而临界胶束浓度（CMC）可以作为表面活性 剂的表面活性的一种量度。因为CMC越小，则表示这种表 面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面（界面）饱和 吸附的浓度越低。因而改变表面性质起到润湿，乳化，增 溶和起泡等作用所需的浓度越低，另外，临界胶束浓度又 是表面活性剂溶液性质发生显著变化的一个“分水岭”。 因此，表面活性剂的大量研究工作都与各种体系中的CMC 测定有关。
测定CMC的方法很多，常用的有表面张力法，电导法，染 料法，增溶作用法，光散射法等。这些方法，原理上都是 从溶液的物理化学性质随浓度变化关系出发求得。其中表 面张力和电导法比较简便准确。表面张力法除了可求得 CMC之外，还可以求出表面吸附等温线，此外还有一优点， 就是无论对于高表面活性还是低表面活性的表面活性剂， 其CMC的测定都具有相似的灵敏度，此法不受无机盐的干 扰，也适合非离子表面活性剂，电导法是经典方法，简便 可靠。只限于离子性表面活性剂，此法对于有较高活性的 表面活性剂准确性高，但过量无机盐存在会降低测定灵敏 度，因此配制溶液应该用电导水。
2019/2/11
电导法测定水溶性表面活 性剂的临界胶束浓度
2008级物理化学实验
2010年4月
实验目的
1. 了解表面活性剂的特性及胶束形成原理。 2. 掌握电导仪的使用方法。 3. 用电导法测定十二烷基苯磺酸钠（LAS） 的临界胶束浓度。 4.考察氯化钠浓度对LAS临界胶束缚浓度的 影响。
电导法测定水溶液表面活性剂的临界胶束浓度
电导法测定水溶液表面活性剂的临界胶束浓度
1．打开超级恒温水浴槽电源开关，将温度调至25℃。
2．在11只25ml比色管中分别移取1.25、2.50、5.00、7.50、10.00、12.50、15.00、17.50、20.00、22.50、25.00ml十二烷基硫酸钠（0.02 M），分别配制0.001、0.002、0.004、0.006、0.008、0.010、0.012、0.014、0.016、0.018、0.020M的待测溶液，然后分成两组用皮筋扎起放入恒温水槽中恒温15min。
3．打开电导率仪电源开关，预热15min将电导池常数旋钮调至电极标明的数值。
4．用电导率仪由低到浓的顺序依次测定样品的电导率，每个浓度测量三次数值。
5．测完后关闭电导率仪电源开关以及超级恒温水浴槽电源开关，将被测溶液倒入废液回收处。
6．实验数据处理。
实验四 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度和表面活性相关性的研究
实验四. 电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度与表面活性相关性的研究一、实验目的：1.学会用电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度；3.理解电导法测定表面活性剂的临界胶束浓度的原理；2.了解无机盐和有机添加物对表面活性剂临界胶束浓度的影响。
二、实验原理：表面活性剂是那些具有两亲结构，可明显降低体系的表面(或界面)张力，使体系产生润湿、乳化、分散、气泡、增溶等一系列作用的物质。
在表面活性剂溶液中，当表面活性剂浓度增大到一定值时，表面活性剂离子或分子将发生缔合，形成胶束(或称胶团)。
表面活性剂溶液形成胶束的浓度称为表面活性剂的临界胶束浓度(Critical Micelle Concentration),简称CMC。
由于表面活性剂的某些物理化学性质随着胶束的形成而发现突变(如图1)图1 表面活性剂溶液的一些性质与浓度的关系故将CMC看作表面活性剂的一个重要特征，它是表面活性剂表面活性大小的一个度量。
CMC越小，则表示这种表面活性剂形成胶束所需浓度越低，达到表面(或界面)饱和吸附的浓度越低，因而改变表面性质起润湿、乳化、分散、气泡、增溶等作用所需浓度就越大，而表面活性剂的表面活性就越大。
测定CMC的方法很多，而电导法是测量离子型表面活性剂CMC值的较为经典的方法。
对于一般的电解质溶液，其导电能力由电导G，即电阻的倒数(1/R)来衡量。
若用电极面积为A，电极间距为L的电导管测定电解质溶液电导时，则有G=1/R=κ(A/L) (1)式中κ是指长1m,截面积为1m2的导体的电导，称作比电导或电导率，单位为S·m-1,L/A称作电镀池常数，电导率κ和摩尔电导Λm有如下关系：Λm=κ/c (2)Λm为1mol电解质溶液的导电能力，称为摩尔电导率，c为电解质溶液的摩尔浓度，Λm随电解质溶液浓度而变。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和强电解质一样，但当溶液的浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的形成，带相反电荷的离子被强烈地吸附在胶团表面上，它们的部分电荷被中和，电导率发生变化，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定CMC的依据。
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实验十七电导法测定水溶性表面活性剂的临界胶束浓度
一、目的要求
1．用电导法测定十二烷基硫酸钠的临界胶束浓度
2．了解表面活性剂的特性及胶束形成原理
3．掌握电导仪的使用方法
二、基本原理
表面活性物质在水中形成胶束所需的最低浓度称为临界胶束浓度，以CMC表示。
在CMC点上，由于溶液的结构改变导致其物
理及化学性质（如表面张力、电导、渗透
压、浊度、光学性质等）同浓度的关系曲
线出现明显的转折，如图1所示。
这个现
象是测定CMC的实验依据，也是表面活
性剂的一个重要特征。
表面活性剂成为溶液中的稳定分子可
能采取的两种途径：1、是把亲水基留在水中，亲油基伸向油相或空气；2、是让表面活性剂的亲油基团相互靠在一起，以减少亲油基与水的接触面积。
前者就是表面活性剂分子吸附在界面上，其结果是降低界面张力，形成定向排列的单分子膜，后者就形成了胶束。
由于胶束的亲水基方向朝外，与水分子相互吸引，使表面活性剂能稳定地溶于水中。
在溶液中对电导有贡献的主要是带长链烷基的表面活性剂离子和相应的反离子，而胶束的贡献则极为微小。
从离子贡献大小来考虑，反离子大于表面活性剂离子。
当溶液浓度达CMC时，由于表面活性剂离子缔合成胶束，反离子固定于胶束的表面，它们对电导的贡献
明显下降，同时由于胶束的电荷被反离子部分中和，这种电荷量小，体积大的胶束对电导的贡献非常小，所以电导急剧下降。
对于离子型表面活性剂溶液，当溶液浓度很稀时，电导的变化规律也和强电解质一样；但当溶液浓度达到临界胶束浓度时，随着胶束的生成，电导率发生改变，摩尔电导急剧下降，这就是电导法测定CMC的依据。
本实验利用电导仪测定不同浓度的十二烷基硫酸钠水溶液的电导值（或摩尔电导率），并作电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图，从图中的转折点即可求得临界胶束浓度。
三、实验步骤
1．调节恒温水浴温度至25℃
2．吸取10ml的0.02 mol·dm-3十二烷基硫酸钠溶液于100ml烧杯中，依次移入恒温后的电导水2ml、3ml、5ml、5ml、5ml、5ml、10ml、10ml、10ml、20ml，搅拌，分别测其电导率。
每个溶液的电导读数三次，取平均值。
3．列表记录各溶液对应的电导，并换算成电导率或摩尔电导率。
四、数据记录与处理
表一：环境条件
表二：实验数据记录
T=25℃
c / mol ·dm-3
0.02 0.0167
0.0133 0.01 0.008
0.0067 0.0057 0.0044 0.0036 0.0032 0.0024 K 1 / μS ·m -1
920 830 710 600 540 470 420 340 282 241 190 K 2 / μS ·m -1
920 820 720 600 530 470 420 340 282 241 190 K 3 / μS ·m -1
920 830 710 610 530 470 420 340 282 241 190 K 平均 / μS ·m -1
920
827
713
603
533
470
420
340
282
241
190
由上表作出电导值（或摩尔电导率）与浓度的关系图如下:
y = 59943x + 65.301y = 32451x + 277.87
0100200300400500600
700800900100000.005
0.010.015
0.020.025
c/(mol/dm3)
k /(μS /m )
系列1系列2
线性 (系列2)线性 (系列1)线性 (系列1)线性 (系列2)
由图可知，两条折线相交点 32451x + 27787 = 59943x + 65.301 解得：x=7.73×10-3
mol ·dm -3
即CH 3（CH 2）11SO 4Na 的CMC 为：7.73×10-3 mol ·dm -3
误差分析：
1、在实验过程中，恒温水浴的温度出现波动。
2、量取的十二烷基硫酸钠溶液和电导水的体积不够精确，将他们混合搅拌不够均匀造成误差。
五、思考题
1．溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度有关，其关系式可表示为：
试问如何测出其热效应值？
答：准确配置所需要的溶液，求出各个浓度时的电导值，作出电导值（或摩尔电导率）与浓度的折线图求出转折点处临界胶束浓度，即CMC的值，根据溶解的表面活性剂分子与胶束之间的平衡同温度和浓度关系式
即可求出其热效应值△H。
2．非离子型表面活性剂能否用本实验方法测定临界胶束浓度？为什么？若不能，则可用何种方法测定？
答：表面张力既可用于离子型表面活性剂的测定，也可用于非离子型表面活性剂的测定；而电导法只适用于离子型表面活性剂的测定。